MICROBINE LIPAZE DE ORIGINE ANIMALA

LIPAZE

Enzimele lipolitice joac un rol important n metabolismul lipidic al procariotelor i eucariotelor. Aceste enzime contribuie la transferul lipidelor de la un organism la altul, de la plante la animale, iar de la animalele inferioare la cele ierarhic situate mai superior. n organismul integru aceste enzime particip la procesul de depozitare i imobilizare a grsimilor, folosite, la rndul lor, n calitate de surs energetic a celulei. Mai mult dect att, incluznduse n metabolismul lipidelor intracelulare, ele particip la funcionarea membranelor biologice .Alturi de funciile sale cu rol biologic inerent, enzimele lipolitice au i roluri speci ce: se aplic pe larg n medicin, zootehnie, alimentaie, n ansamblu cu alte enzime se folosesc pentru puri carea biologic a apelor reziduale, la transesteri care i producere a biodieselului .n prezent, pentru obinerea preparatelor enzimatice, se utilizeaz foarte activ microorganismele, fapt determinat de viteza mare a reterii lor, posibilitatea reglrii componenei sistemelor fermentative prin selecia tulpinilor noi de a acestor substane bioactive

Microorganismele produc att lipaze intracelulare (endolipaze), ce scindeaz lipidele din interiorul celulei, ct i extracelulare (exolipaze), ce scindeaz lipidele din lichidul cultural. n concepia lui Pollock denumirea de proteine extracelulare sau exoproteine este atribuit moleculelor proteice care exist liber n mediul, complet disociate de celule sau ntrite de peretele celular exterior, care au prsit celula n care au fost sintetizate, fr o schimbare a structurii celulare, care s depeasc pe cea maxim compatibil cu procesele de cretere i reproducere a celulei. Ele pot fi legate de membran n celulele tinere i eliberate ca exoenzime pe msura ce cultura ntr n faza staionar.

Microorganisme cu capacitate de acumulare a lipazelor sunt: bacteriile, fungii, actinomicetele, drojdiile .Lipazele microbiene, obinute din diferite surse, se deosebesc ntre ele dup proprietile fizico-chimice i mecanismul de aciune. Lipazele microbiene sunt enzime relativ nespecifice, ceea ce le permite de a hidroliza lipide care conin acizi grai, cu catene de diferite lungimi. Spre exemplu, la studierea specificitii lipazelor sintetizate de micromicetele Oospora lactis i Penicillium sp. s-a demonstrat c ele hidrolizeaz toate 3 legturi esterice n moleculele lipidice cu aceeai vitez. Lipaza tulpinilor Rhizopus microsporus i Mucor miehei dup mecanismul de aciune se aseamn cu lipaza pancreatic, hidroliznd legturile esterice n poziia a trigliceridelor. Aceasta permite de a folosi lipazele n anumite procese biotehnologice unde e nevoie de hidroliza selectiv a lipazelor .

Dintre bacterii cei mai activi productori ai lipazelor sunt reprezentanii genurilor: Pseudomonas , Bacillus

, Acinetobacter , Serratia , Staphylococus .Lipazelebacteriene de regul sunt endoenzime. La unele tulpini de bacterii au fost detectate i lipaze exogene,

spre exemplu la Pseudomonas fragi .

Studierea activitii lipolitice la tulpinile de bacterii din genul Pseudomonas au demonstrat, c diapazonul de activitate a acestor lipaze este foarte mare. Lipazele microbiene de regul activeaz n mediul neutru sau slab bazic, dar tulpinile Pseudomonas nitroreducens i Pseudomonas fragi formeaz o cantitate mare de lipaze la pH-ul mediului cultural de 9,5. Preparatele enzimatice obinute din aceste tulpini sunt stabile n intervalul pH-ului 5,0-11,0, nu se inactiveaz timp de 20 min la temperatura de 70oC . Activitate lipolitic nalt posed tulpina Pseudomonas fluorescens BKMB 1151 selectat din ap i mutantul obinut din ea 533-5. Activitatea lipolitic a preparatelor enzimatice obinute din aceste tulpini difer n dependen de substrat . Bacteriile din genul Pseudomonas pot sintetiza diferite enzime lipolitice: lipaza, lipoproteidlipaza, fosfolipaza .

Dintre fosfolipaze cea mai studiat este fosfolipaza C sau lecitinaza, ce este produs de multe tulpini din genul Pseudomanas: aurantica, aeruginosa i aureofaciens , precum i de Bacillus cereus .De activitate lipolitic vdit au dat dovad tulpinile bacteriene Pseudomonas sp.1 i Pseudomonas sp.2, precum i Propionibacteriile: freudeichi s.s. shermanii, cocoides, jensenii .Activitate lipolitic posed i unele bacterii termofile. Astfel 9 tulpini de Bacillus spp i 3 tulpini de Pseudomonas spp posed activitate lipolitic la temperatura de +60o . Enzimele lipolitice din Staphylococus hyicus (SHL) i Staphylococus aureus (SAL) difer dup activitatea biochimic: SHL posed o nalt activitate fosfolipazic, hidroliznd lipidele neutre, indiferent de lungimea catenei, pe cnd SAL descompune numai esterii acizilor grai cu caten scurt .

Ca buni productori de lipaze sunt recomandate drojdiile, n deosebi din genul Candida . Activitatea lipolitic a drojdiilor este diferit, n dependen de condiiile de cretere, natura substratului, prezena n mediul nutritiv a stimulatorilor i inhibitorilor. Optimizarea parametrilor de cretere i biosintez a drojdiei Candida rugosa a dat posibilitate de a mri producia enzimelor lipolitice cu 18U/ml . La preparatul enzimatic obinut din tulpina Candida rugosa termostabilitatea crete sub aciunea alcoolului polivinilic cu anumit mas molecular de 22000 . Lipaza din Candida rugosa hidrolizeaz grsimile de origine animal. Amestecul de acizi grai liberi, formai n urma hidrolizei depline a grsimii de vit, inhib activitatea acestei lipaze cu 70% .Productorii de lipaze depistai printre actinomicete fac parte din genurile Streptomyces, Thermoactinomyces.Activitate lipolitic considerabil a fost nregistrat n lichidul cultural al tulpinii Streptomyces fradiae productor de tylosin .

Un ir de lipaze fungice la lipoliza uleiurilor i a grsimilor de diferit natur nu manifest specificitate i le hidrolizeaz cu aceeai vitez. Astfel la lipoliza uleiurilor de msline, de floarea soarelui i de soia, de asemenea untura de porc, untura de mors i ulei din semine de raps, cu ajutorul lipazei din Rhizopus gradul activitii i profunzimea hidrolizei au fost aproximativ la acelai nivel . Lipaz obinut la cultivarea submers a tulpinii Rhizopus oryzae manifest activitate lipolitic optimal la valoarea pH-ului 8,5 i temperatura 30oC .Lipaza tulpinii Geotrichum sp. purificat prin fracionare cu sulfat de amoniu i sefadex este compus din 2 subuniti cu masa molecular 52 i 57 kD. Preparatul enzimatic manifest activitate optimal n intervalul de pH 7,5 9 i temperatura 45oC . Preparatul enzimatic obinut din tulpina Penicillium roqueforti 141este stabil la temperatura 55oC i n intervalul de pH 3,0-10,0. Este constituit din 3 forme moleculare de lipaze: I, II, III. Activitatea lipolitic maxim a formelor I i III a fost nregistrat la valoarea pH-ului 7,0 i temperatura 40oC, lipaza II manifest maximul activitii lipolitice la pH 6,0 i temperatura 45oC .Un efectiv productor de lipaze este i tulpina Mucor miehei.

Digestia trigliceridelor este realizat de lipaze.

Cea mai mare parte a digestiei trigliceridelor are loc n duoden, sub aciunea lipazei pancreatice. Lipidele emulsifiate n prealabil de ctre srurile biliare sunt hidrolizate de ctre lipaz la acizi grai liberi i monogliceride. Activitatea lipazei pancreatice se desfoar la un pH alcalin (asigurat de HCO3).n afara lipazelor pancreatice, exist o lipaz gastric, mai puin important (la sugar), si lipaza intestinala. Colesterolul alimentar este n cea mai mare parte esterificat. El este hidrolizat de sterol-ester hidrolaza pancreatic la colesterol liber. Fosfolipidele alimentare sunt digerate de fosfolipaza A2 pancreatic la acizi grai i lizo-fosfolipide.

n lumenul intestinal, produii de digestie ai lipidelor formeaz mpreun cu srurile biliare micele. Micelele sunt agregate cilindrice cu un coninut lipidic diferit: n

zona central hidrofob conin n general acizi grai, monogliceride i colesterol. In zona periferica contin srurile biliare.

Rolul miceliilor este de a solubiliza lipidele i de a asigura transportul lor n enterocite.

Lipazele se aplic la producerea compuilor chirali pentru industriile agrochimice i farmaceutice, att n producerea substanelor optic pure folosind lipaza, ct i n rezoluia racematelor dupsintez. Reaciile catalizate

de lipaze pot utilizate la producereapolimerilor optic puri.

VA

MULTUMESC PENTRU ATENTIE!